Geïmmobilizeerde eiwitten in poreuze materialen - Structurele studies met be hulp van gepulste EPR dipolaire spectroscopie (iSPY). (iSPY)

De natuur kan zonder meer als de meest veelzijdige scheikundige beschouwd worden. Binnen de hedendaagse wetenschap worden dan ook vele pogingen ondernomen om de unieke eigenschappen van de natuur te exploiteren door het gebruik van biomoleculen als bouwstenen of doelmoleculen in verschillende technologieën. Hierbij vorm de inbouw van een eiwit in een synthetische matrix een belangrijke stap. Er is vooral veel interesse voor hybride materialen van eiwitten en poreuze materialen. Hun bereiding is echter niet triviaal, en wordt vaak belemmerd door incompatibiliteiten tussen de eigenschappen van eiwit en materiaalporiën.De zoektocht naar een goede eiwit-matrix-combinatie vereist niet alleen een uitgebreide synthese-optimalizatie, maar ook de ontwikkeling van geschikte methoden om de effecten van de matrix op de structuur van de eiwitten te bestuderen. In dit multidisciplinair onderzoek zal de stabiliteit, structuur en dynamica van heemeiwitten (globines) ingebouwd in mesoporeuze silica en titania bestudeerd worden met EPR. Deze klasse van hybride materialen zijn interessant omwille van hun potentieel in elektrochemische biosensor- en biocatalysetoepassingen. Nieuwe orthogonaal gespinlabelde globine-eiwitten zullen aangemaakt worden en in ingebouwd worden in (gemodifieerde) mesoporeuze silica en titania. Gepulste dipolaire spectroscopie zal gebruikt worden om afstanden tussen de spin-labels (nanometer-afstanden) te bepalen zowel voor de vrije als voor de ingebouwde eiwitten. Gecombineerd met computationele modellen, zullen deze metingen inzicht geven in de effecten van de eiwitincorporatie op de tertiaire structuur en conformationele flexibiliteit van de eiwitten. Deze actie zal niet alleen leiden tot de ontwikkeling van een generieke analytische toolbox, gebaseerd op spin-label EPR, voor de karakterisatie van eiwitten ingebouwd in een synthetische matrix, maar zal ook nieuwe inzichten geven in wat de eiwit – matrix-interactie bepaald en hoe deze materialen best kunnen bereid worden.

Trefwoorden:POREUZE MATERIALEN, ELEKTRONISCHE PARAMAGNETISCHE RESONANTIE

Disciplines:Anorganische chemie, Organische chemie, Theoretische en computationele chemie, Andere chemie, Biofysica